KR20210029352A - 차량의 타이어 화재 진압 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 타이어 화재 진압 시스템에 관한 것으로서, 차량에서 전체 타이어 영역에 대해 모두 효과적인 화재 대응이 가능하고, 화재가 발생한 타이어에 대해서만 화재 감지 후 소화제를 분사할 수 있어 효율적이고 정확한 화재 진압을 수행할 수 있는 차량의 타이어 화재 진압 시스템을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 내부에 소화제가 충전되고 타이어를 향해 소화제를 분사할 수 있도록 차량에 설치되는 복수 개의 소화제 분사기; 및 상기 복수 개의 소화제 분사기 사이를 연결하도록 설치되는 화재감지선을 포함하고, 상기 각 소화제 분사기는 화재감지선을 통한 타이어 화재 감지시 소화제를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템이 개시된다.
Description
본 발명은 차량의 화재 진압 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 타이어에서 발생한 화재를 자동으로 감지하여 진압할 수 있는 타이어 화재 진압 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 인화성 물질인 연료가 사용되고 있고 다수의 열원이 존재할 뿐만 아니라 각종 전기배선들이 뒤엉켜 설치되기 때문에 화재 발생의 위험이 상존한다 할 수 있다.
예를 들어, 엔진룸에는 고온의 엔진과 각종 전기장치가 설치되어 있기 때문에 차량 충돌 사고 등의 여러 원인에 의해 엔진과 전기장치들이 파손 및 오작동되면서 화재가 발생할 수 있다.
이와 더불어 엔진룸에서는 엔진 과열이나 배기가스 후처리 과정에서의 여러 원인으로 주행 동안에도 화재 발생의 위험이 존재한다.
최근 전기자동차 등 친환경자동차의 이용이 늘면서 배터리나 고전압 전기배선 등에서 외부 충격이나 내부 단락 등으로 인해 화재가 발생할 수 있는 위험이 증가하고 있다.
그러나, 차량에서 화재에 대응할 수 있는 방법으로 소화기를 비치하여 사용하는 정도의 대응 방법이 널리 알려져 있고, 만약 운전자가 소화기를 제때 사용하지 못한다면 초기 진화에 실패하여 차량 전체로 화재가 확산될 수 있다.
더욱이, 버스와 같은 대중교통 차량의 경우 많은 승객들이 탑승하기 때문에 승객 안전을 위한 화재 예방 관리가 필수적이며, 만약 화재가 발생할 경우 대형 참사로 이어질 가능성이 높다.
또한, 차량 주행 중에는 운전자가 실내에 있기 때문에 엔진룸 내부에서 화재가 발생하더라도 연기가 다량 발생하기 전에는 화재 발생을 신속히 알아차리지 못하는 경우가 많고, 승용차와 달리 버스의 경우 엔진룸이 차량 후미에 위치하므로 엔진룸 화재를 운전자가 알기 어렵다.
따라서, 운전자가 화재 발생 초기에 신속한 진화 작업을 실시하지 못하고 화재가 확산되어 차량 전소로 이어질 수 있고, 인명피해가 발생할 위험이 높아지게 된다.
또한, 차량 실내의 운전자나 승객이 화재 발생을 빠르게 인지하였다 하더라도 차량에 비치된 소형의 소화기만으로는 화재를 초기에 신속히 진압하는데 어려움이 있다.
이에 따라 차량의 엔진룸에서 화재 발생이 감지되면 소화제를 발화 지점을 향해 자동으로 분사하여 화재를 초기에 신속히 진압할 수 있는 화재 진압 시스템이 알려져 있다.
이러한 화재 진압 시스템을 개시하고 있는 선행기술문헌으로는 미국 공개특허 US 2016/0279453(2016.9.26.) 등이 있다.
공지의 엔진룸 화재 진압 시스템에서는 엔진룸에서 화재가 발생하면, 화재감지신호가 전달되어 질소탱크에 충전되어 있는 고압 질소가 호스를 통해 소화제가 충전된 실린더로 공급된다.
이에 소화제 실린더에서는 고압 질소에 의해 피스톤이 작동하면서 피스톤이 미는 힘에 의해 실린더 내부에 충전된 소화제가 고압으로 분사라인에 공급되고, 이어 소화제가 분사라인의 노즐을 통해 화재 발생 지점으로 분사되어 소화가 이루어지게 된다.
이러한 엔진룸 화재 진압 시스템에서는 고압 질소가 피스톤을 작동시키기 위한 구동 기체로 이용되고, 고압 질소가 충전된 탱크와 소화제가 충전된 실린더 사이가 고압 호스를 통해 연결된다.
또한, 소화제 실린더에 연결된 분사라인이 엔진룸 내 정해진 위치를 따라 배치되고, 엔진룸에서 화재를 감지하는 화재감지선 역시 엔진룸 내 정해진 위치를 따라 배치된다.
그러나, 이러한 종래의 화재 진압 시스템은 차량 내 한정된 공간의 화재를 진압하는데 있어서는 효과적이다.
예를 들면, 차량에서 엔진룸과 같이 정해진 공간에서 발생한 화재를 그 공간에 배치된 화재감지선을 통해 자동으로 감지하고, 그 공간 내에 배치된 분사라인의 노즐을 통해 실린더에 충전된 소화제를 분사함으로써, 엔진룸의 화재를 초기 진압하는데 유용하다.
하지만, 종래의 화재 진압 시스템은 차량에서 전, 후, 좌, 우의 타이어가 배치된 각 영역, 즉 차량에서 4개의 타이어 영역 모두를 커버하는 것이 불가하고, 시스템 하나로 4개 타이어 영역 모두에 대해 화재 진압용으로 사용하는 것이 불가하다.
즉, 하나의 질소 탱크와 하나의 소화제 실린더를 차량에 구비하고, 화재감지선과 분사라인을 4개 타이어 영역에 모두 설치하여 시스템을 구성할 수는 있으나, 분사라인이 길어질수록 소화제의 분사압력이 약해지므로 화재 진압 성능이 떨어진다.
특히, 대형 버스나 트럭의 경우 타이어 사이의 거리가 멀기 때문에 하나의 질소 탱크와 소화제 실린더만으로는 4개 타이어 영역 모두에 대해 화재 대응이 불가하다.
종래의 화재 진압 시스템을 적용할 경우, 4개 타이어 영역 모두에서 소화액을 동시에 분사시키므로 정상적인 작동을 위해 질소 탱크와 소화제 실린더가 고압으로 작동해야 한다.
또한, 각 타이어 영역마다 질소 탱크와 소화제 실린더를 설치한다면 비용이 크게 상승할 수밖에 없다.
그 밖에, 종래의 화재 진압 시스템을 적용할 경우, 4개 타이어 영역 중 한 곳에서만 화재가 발생하더라도 4개 타이어 영역 모두에서 소화제가 분사되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 차량에서 전체 타이어 영역에 대해 모두 효과적인 화재 대응이 가능하고, 화재가 발생한 타이어에 대해서만 화재 감지 후 소화제를 자동으로 분사할 수 있어 종래 구성의 시스템 적용시에 비해 더욱 효율적이고 신속, 정확한 화재 진압을 수행할 수 있는 차량의 타이어 화재 진압 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 소화제가 충전되고 타이어를 향해 소화제를 분사할 수 있도록 차량에 설치되는 복수 개의 소화제 분사기; 및 상기 복수 개의 소화제 분사기 사이를 연결하도록 설치되는 화재감지선을 포함하고, 상기 각 소화제 분사기는 화재감지선을 통한 타이어 화재 감지시 소화제를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템을 제공한다.
이로써, 본 발명에 따른 차량의 타이어 화재 진압 시스템에 의하면, 차량에서 전체 타이어 영역에 대해 모두 효과적인 화재 대응이 가능하고, 화재가 발생한 타이어에 대해서만 화재 감지 후 소화제를 자동으로 분사할 수 있어 종래 구성의 시스템 적용시에 비해 더욱 효율적이고 신속, 정확한 화재 진압을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 화재 진압 시스템의 주요 구성 및 배치 상태를 예시한 도면이다.
도 2와 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 커버를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 커버에 형성된 후크의 형상을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 탱크 하부를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 화재감지선을 예시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 신호전달선을 예시한 구성도이다.
도 2와 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 커버를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 커버에 형성된 후크의 형상을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 탱크 하부를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 화재감지선을 예시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 신호전달선을 예시한 구성도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 차량의 화재 진압 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 타이어에서 발생한 화재를 자동으로 감지하여 진압할 수 있는 타이어 화재 진압 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 차량에서 전체 타이어 영역에 대해 모두 효과적인 화재 대응이 가능하고, 화재가 발생한 타이어에 대해서만 화재 감지 후 소화제를 자동으로 분사할 수 있어 종래 시스템 적용시에 비해 더욱 효율적이고 신속, 정확한 화재 진압을 수행할 수 있는 타이어 화재 진압 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 화재 진압 시스템의 주요 구성 및 배치 상태를 예시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 타이어 화재 진압 시스템은 버스나 트럭 등의 대형 차량에서 유용한 것으로, 차량(1)에서 타이어(2)가 설치된 각 영역별로 동일한 구성들이 구비될 수 있다.
이때, 타이어 영역별로 화재 진압 시스템의 구성은 개별적으로, 그리고 독립적으로 작동할 수 있으며, 예를 들어 화재를 감지하고 소화제를 분사하는 일련의 작동들이 각 타이어 영역에서 독립적으로 수행될 수 있다.
또한, 타이어 영역별로 각각 설치된 개별 화재 진압 시스템의 구성, 즉 도 1에서 하측의 확대도에 나타낸 화재 진압 유닛(100)은 화재 발생시 화재를 감지하고 소화제를 분사하는 일련의 과정을 모두 자동으로 수행하도록 구성된다.
이하의 설명에서 타이어 영역은 차량(1)에서 각 타이어(2) 및 타이어 상측의 영역을 포함하는 것일 수 있고, 보다 넓게는 각 타이어(2)가 설치된 타이어 주변의 차체 영역을 모두 포함하는 의미일 수 있다.
본 발명에서 화재 발생시 자동으로 화재를 감지하고 소화제를 분사하는 화재 진압 유닛(100)은 전, 후, 좌, 우의 4개 타이어 영역 중 적어도 하나 이상의 영역에 설치될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 화재 진압 시스템이 차량(1)에서 4개 타이어 영역 모두에 설치될 수도 있으나, 4개 타이어 영역 중 정해진 일부 영역에만 선택적으로 설치될 수도 있다.
구성을 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량(1)에서 타이어를 향해 소화제를 분사할 수 있는 위치에 장착되는 소화제 분사기(110), 및 이 소화제 분사기(110)에 연결된 화재감지선(130)을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 복수 개의 소화제 분사기(110)가 차량(1)의 하부에서 타이어(2)의 상측으로 정해진 간격을 두고 배치되도록 설치될 수 있고, 복수 개의 소화제 분사기(110) 사이에 화재감지선(130)이 연결되도록 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 복수 개의 소화제 분사기(110)는 차량(1) 하부의 차체 부분(3), 예컨대 타이어(2) 상측의 차체 부분인 휠 하우스에 설치될 수 있고, 휠 하우스에서 하측 타이어(2)를 따라 전후방향으로 정해진 간격을 두고 설치될 수 있다.
도 1에는 타이어(2)의 상측으로 3개의 소화제 분사기(110)가 설치되고 3개의 소화제 분사기(110) 사이를 화재감지선(130)이 연결하고 있는 실시예가 도시되어 있다.
도시된 소화제 분사기 및 화재감지선의 수는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니며, 소화제 분사기 및 화재감지선의 수는 다양하게 변경 가능하다.
도시된 실시예의 구성에 따르면, 타이어(2)에 화재가 발생한 경우, 화재감지선(130)에 의해 타이어 화재 발생이 감지되고, 이때 타이어 상측에 설치된 복수 개의 소화제 분사기(110)가 동시에 소화제를 분사하도록 작동될 수 있다.
이를 위해, 소화제 분사기(110) 사이를 연결하고 있는 복수 개의 화재감지선(130) 중 하나의 화재감지선(130)에서 타이어 화재 발생이 감지되면, 이때의 화재감지신호가 상기 하나의 화재감지선(130)을 통해 양단부에 연결된 2개의 소화제 분사기(110)에 모두 전달되도록 구성될 수 있다.
또한, 소화제 분사기(110)로 전달된 화재감지신호가 다른 화재감지선(130)을 통해 나머지 소화제 분사기(110)로도 전달되도록 구성될 수 있다.
이로써, 화재감지신호를 전달받은 전체 소화제 분사기(110)가 하측의 타이어(2)를 향해 동시에 소화제를 분사하도록 작동할 수 있고, 전체 소화제 분사기(110) 모두에서 소화제를 타이어(2)를 향해 고르게 분사함으로써, 초기 화재 진압이 확실하게 이루어질 수 있다.
본 발명에서 실시예에서 복수 개의 소화제 분사기(110) 중 적어도 하나에는 화재감지신호를 외부로 전달하도록 신호전달선(140)이 연결될 수 있고, 이 신호전달선(140)은 전기적인 신호를 외부의 제어기(Fire Control Unit, FCU)(200)로 전달하는 전기도선이 될 수 있다.
여기서, 제어기(200)는 신호전달선(140)을 통해 화재감지신호를 전달받아 차량(1)의 타이어(2)에서 화재가 발생하였음을 인지하고, 이어 타이어 화재를 알리는 알림장치(310,320)를 작동시킨다.
본 발명의 실시예에서 알림장치는 차량(1)에 설치되어 제어기(200)가 출력하는 제어신호에 따라 화재 발생을 알려주도록 작동하는 소리출력장치(310)와 표시장치(320), 램프(미도시) 중 하나가 될 수 있다.
여기서, 소리출력장치(310)는 차량(1)의 내장 또는 외장 부분에 설치되는 부저가 될 수 있고, 표시장치(3200는 클러스터에 설치되는 디스플레이 또는 기타 차량 내 디스플레이(예, AVN 디스플레이)가 될 수 있으며, 램프는 클러스터나 차량 내장 또는 외장 부분에 설치되는 경고용 램프가 될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에서 소화제 분사기(110)는 분말 소화제를 분사하도록 구비된 것이 될 수 있고, 각 소화제 분사기(110)는 후술하는 바와 같이 분말 소화제가 충전된 소형의 소화제 탱크(도 4에서 도면부호 '114'임)를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 화재 진압 시스템에서는 차량(1)의 타이어(2)마다 설치된 소화제 분사기(110)가 각각 소화제 탱크를 구비하여 개별적으로 소화제를 분사하도록 구성됨으로써, 종래와 같이 전, 후, 좌, 우 4개의 타이어 영역 사이를 연결하는 소화제 공급 호스나 분사라인 등의 복잡한 배관들이 필요 없게 된다.
또한, 종래의 화재 진압 시스템의 경우, 공용 질소 탱크 및 실린더를 이용하는 중앙 집중형 시스템이므로, 먼 거리를 두고 떨어져 있는 복수 개의 타이어 영역에 대해서는 화재 대응이 불가하다.
특히, 대형 버스나 트럭 등의 상용차에서는 타이어와 타이어 사이의 거리가 멀기 때문에 종래의 화재 진압 시스템을 적용할 경우 분사라인이 길어지면서 분사압력 및 분사력 저하 현상이 발생하고, 그로 인해 소화제 분사를 통한 화재 진압이 불가하다.
또한, 종래의 중앙 집중형 시스템을 적용할 경우, 한쪽 타이어에 화재가 발생하더라도 4개 타이어 영역에 모두 소화제가 분사되므로 비효율적이고, 그로 인해 A/S 비용 역시 과다하게 발생할 수 있다.
반면, 본 발명에 따른 화재 진압 시스템에서는 화재가 발생한 타이어에 대해서만 소화제를 분사하여 화재를 진압하므로 A/S 측면에서 보다 유리하고, 소화제 분사기가 개별적으로 노즐(후술하는 분사홀임)과 탱크를 모두 포함하는 일체형 구성을 가지면서 소형이므로 장착성 측면에서도 유리한 이점이 있다.
한편, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템의 개별 구성에 대해 좀더 상세히 설명하기로 한다.
도 2와 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기를 도시한 사시도로서, 도 2는 평면 사시도이고, 도 3은 저면 사시도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 커버를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 소화제 분사기의 커버에 형성된 후크의 형상을 예시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 소화제 분사기(110)는 소화제(122)가 충전된 탱크 일체형의 구성을 가지며, 브라켓(111) 및 압력생성부(112), 탱크(114), 커버(117)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 브라켓(111)은 소화제 분사기(110)의 장착을 위해 구비되는 것으로, 차량 하부의 차체 부분에 고정 내지 체결하도록 구비될 수 있고, 차량 하부의 차체 부분으로서 타이어 상측에 위치된 휠 하우스에 고정 내지 체결하도록 구비될 수 있다.
이때, 브라켓(111)은 차체 부분(도 1에서 도면부호 '3'임)에 용접하거나 용접이 불가한 차체 부분인 경우 볼트 및 너트, 스크류, 패스너 등의 체결구를 사용하여 체결함으로써 차체 부분에 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 브라켓(111)에는 압력생성부(112)가 일체로 연결되고, 상기 압력생성부(112)에는 화재감지선(130)과 신호전달선(140)이 내부로 삽입되도록 관통 결합되는 삽입부(113)가 구비된다.
도 2에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 삽입부(113)는 압력생성부(112)의 케이스 일측에 구비될 수 있다.
또한, 압력생성부(112)의 하측으로는 탱크(114)가 결합되는데, 바람직하게는 압력생성부(112)의 내측에 탱크(114)의 상부가 삽입되어 결합될 수 있다.
이때, 탱크(114)는 압력생성부(112)에 분리 가능하게 결합될 수 있고, 이를 위해 압력생성부(112)와 탱크(114)가 나사체결방식으로 결합될 수 있다.
즉, 탱크(114)의 상부가 압력생성부(112)의 내측으로 넣어져 나사 체결되도록 하는 것이며, 나사 체결을 위해 탱크(114)의 상부 외주면과 압력생성부(112)의 내주면에 나사산이 가공된다.
이와 같이 압력생성부(112)와 탱크(114)를 나사체결방식으로 결합하도록 함으로써, 탱크 내 소화제 사용 후 재충전시나 A/S 시에 탱크(114)를 압력생성부(112)에서 쉽게 분리하거나 양측을 결합할 수 있다.
이러한 구성에서 압력생성부(112)는 탱크(114)의 상부를 밀폐하는 캡(cap)의 역할을 하며, 압력생성부(112)가 소정 용적의 내부공간을 가지는 형상으로 형성된다.
또한, 압력생성부(112)의 내부에 분사압력을 생성하기 위한 압력생성제(121)가 설치되고, 압력생성제(121)는 점화시 연소하여 팽창 가스를 생성함으로써 고압의 압력을 형성할 수 있는 것이 사용될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시예에서 압력생성제(121)로는 고체의 압력생성제가 사용될 수 있고, 보다 구체적으로는 솔비톨(sorbitol)과 질산칼륨(KNO3)을 교반시켜 제조한 고체연료, 즉 KNSB가 사용될 수 있다.
또한, 압력생성부(112)의 내부에는 압력생성제(121)와 접촉하도록 점화제(120)가 설치되고, 상기 점화제(120)에는 삽입부(113)를 통해 압력생성부(112)의 내부로 삽입된 화재감지선(130)이 연결된다.
또한, 상기 점화제(120)에는 화재감지신호를 외부의 제어기(200)에 전달하는 신호전달선(140)이 연결되고, 상기 신호전달선(140)은 전술한 바와 같이 전류가 흐를 수 있는 와이어, 즉 전기도선으로서 점화제(120)로부터 압력생성부(112)의 삽입부(113)를 통과하여 제어기(도 1에서 도면부호 '200'임)로 연결된다.
본 발명의 실시예에서 신호전달선(140)은 하나의 타이어 영역에 설치되는 복수 개의 소화제 분사기(110) 중 하나 또는 일부에만 선택적으로 연결될 수 있다.
또한, 압력생성부(112)에서 점화제(120)는 화재감지선(130)을 통해 전달되는 불꽃에 의해 발화하여 압력생성부(112) 내 압력생성제(121)를 점화시키는 역할을 하고, 이러한 점화제(120)로는 KNSB나 고체연료 등을 점화시킬 수 있는 공지의 물질이 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 탱크(114)의 상부가 압력생성부(112)의 내측으로 삽입되어 나사 체결될 경우, 압력생성부(112)의 내측에 충전되는 압력생성제(121)의 위치는 도 4에 나타낸 바와 같이 압력생성부(112)의 내측 공간인 동시에, 이 압력생성부(112)의 내측으로 삽입된 탱크(114) 상부의 내측 공간이기도 하다.
이때, 도 4에 예시된 바와 같이, 점화제(120)는 압력생성제(121)의 중앙에 삽입되어 위치될 수 있고, 이러한 점화제(120)의 내측으로 삽입부(113)를 관통하도록 삽입된 화재감지선(130)과 신호전달선(140)이 연결된다.
본 발명의 실시예에서 소화제 분사기(110)의 구성 중 탱크(114)는 내부공간을 가지는 용기 형상으로 제작되는 것으로, 탱크(114)의 내부에는 분말 소화제(122)가 충전되고, 이때 충전된 분말 소화제(122)는 탱크(114)의 내부에서 압력생성제(121)의 하측으로 위치된다.
상기 탱크(114)는 상부에 결합된 압력생성부(112)에 의해 내부공간 상측이 밀폐되며, 하부(115)에는 내부에 충전된 소화제(122)가 방출 및 분사될 수 있는 분사홀(116)이 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 탱크 하부(115)는 잘린 원뿔 모양의 용기 형상, 즉 원뿔대 모양의 용기 형상으로 구비될 수 있고, 이와 같이 원뿔대 모양의 용기 형상을 가지는 탱크 하부(115)에 소화제(122)가 분사되는 복수 개의 분사홀(116)이 형성될 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 탱크 하부(115)에서 복수 개의 분사홀(116)은 원뿔대 모양에서의 단면상 경사진 측면부(115a)와, 원뿔대 모양의 아랫면 부분인 하면부(115b)에 모두 형성될 수 있다.
또한, 복수 개의 분사홀(116)은 탱크 하부(115)에서 원주방향을 따라 정해진 간격으로 형성될 수 있고, 이때 복수 개의 분사홀(116)이 탱크 하부(115)의 측면부(115a)와 하면부(115b)에 걸쳐 열을 이루도록 형성될 수 있다.
예로서, 복수 개의 분사홀(116)이 탱크 하부(115)의 측면부(115a)와 하면부(115b)에 걸쳐 직선으로 열을 이루도록 형성될 수 있고, 이렇게 직선을 이루고 있는 분사홀(116)들의 배열이 탱크 하부(115)의 원주방향을 따라 정해진 간격으로 복수 개가 형성될 수 있다.
상기와 같이 소화제 분사기(110)에서 소화제(122)가 분사되는 부분인 탱크 하부(115)의 형상이 원뿔대의 형상을 가짐으로써, 탱크 하부(115)에 형상된 복수개의 분사홀(116)을 통해 분사되는 소화제(122)가 하측의 전 방향으로 분사될 수 있게 된다.
즉, 원뿔대 형상의 탱크 하부(115)에 형성된 복수 개의 분사홀(116)을 통해 소화제(122)가 타이어(2)를 향해 하방으로 분사되는 동안, 전 둘레에 걸쳐 넓게 확산되어 하방 분사될 수 있는 것이다.
또한, 원뿔대 형상의 탱크 하부(115)에서 상기와 같이 배열된 분사홀(116)들에 의해, 분사된 소화제(122)가 타이어(2)의 넓은 영역을 향해 고르게 하방으로 분산될 수 있게 된다.
그리고, 분사홀(116)들이 형성된 탱크 하부(115)에는 소화제(122)가 탱크(114)의 내부에 충전된 상태에서 평상시 분사홀(116)을 통해 배출되지 않도록 탱크 하부(115)의 분사홀(116)을 밀폐하는 커버(117)가 장착될 수 있다.
상기 커버(117)는 설치된 상태에서 평상시에는 분사홀(116)을 밀폐하도록 탱크 하부(115)에 고정된다.
반면, 분사시에는 압력생성부(112)에서 생성된 압력에 의해 소화제(122)가 팽창할 때 분사홀(116)을 통해 작용하는 소화제(122)의 팽창압력(분사압력)이 커버(117)를 밀어주게 되고, 이때 커버(117)가 탱크 하부(115)에서 분리 및 탈거된다.
즉, 평상시 커버(117)가 분사홀(116)들을 막아주어 탱크 하부(115)의 내부공간을 밀폐하고 있다가, 분사홀(116)을 통해 분출되려는 소화제(122)의 압력이 커버(117)에 일정 수준 이상의 힘으로 크게 작용하면, 탱크 하부(115)에 고정되어 있던 커버(117)가 분리 및 이탈되면서 분사홀(116)들이 개방되고, 이로써 분사홀(116)들을 통해 소화제(122)가 고압으로 분출 및 분사될 수 있게 된다.
바람직한 실시예에서 커버(117)는 분사홀(116)이 형성된 탱크 하부(115)의 외부 표면 전체에 밀착될 수 있는 형상, 즉 원뿔대 모양의 탱크 하부(115)에서 그 측면부(115a)와 하면부(115b) 모두에 밀착될 수 있는 형상으로 형성되어 구비된다.
또한, 바람직한 살시예에서 커버(117)는 분리된 복수 개의 커버부재(117a,117b)로 구성될 수 있고, 이때 각 커버부재(117a,117b)는 정해진 위치에서 탱크 하부(115)에 밀착된 상태를 유지하도록 설치된다.
이때, 커버(117)는 탱크 하부(115)의 측면부(115a)에 밀착되도록 결합되는 복수 개의 측면 커버부재(117a)와, 탱크 하부(115)의 하면부(115b)에 밀착되도록 결합되는 원형의 하면 커버부재(117b)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이 복수 개의 커버부재(117a,117b)가 탱크 하부(115)의 외부 표면에 밀착되도록 설치됨으로써 탱크 하부(115)의 분사홀(116)들을 밀폐하는 커버(117)가 구성될 수 있는 것이며, 각 커버부재(117a,117b)와 탱크(114) 사이에는 상호 결합 및 고정을 위해 후크 체결 구조가 적용된다.
즉, 각 커버부재(117a,117b)에서 복수의 위치에 후크(118)들을 일체로 돌출 형성하고, 탱크 하부(115)의 외부 표면에는 각 후크 대응 위치마다 후크(118)의 걸림단(118a)이 걸릴 수 있는 걸림턱(미도시)들을 구비하는 것이다.
본 발명의 실시예에서 걸림턱은 후크(118)의 걸림단(118a)이 걸릴 수 있는 홈을 탱크 하부(115)의 외부 표면에 형성하여 구비할 수 있다.
또한, 커버부재(117a,117b)의 후크(118)들은 탱크(114)의 해당 걸림홈에 걸려 있는 상태에서 평상시에는 체결력을 유지하고 있다가, 압력생성제(121)의 점화시 분사홀(116)들을 통해 작용하는 소화제(122)의 팽창압력에 의해 걸림홈과의 체결 상태를 해제할 수 있도록 되어 있다.
이를 위해, 커버부재(117a,117b)에 형성된 각 후크(118)에는 길이 중간에 두께가 축소되도록 움푹 들어간 형상의 파단부(118b)가 형성될 수 있다.
상기 각 후크(118)의 파단부(118b)는 후크의 다른 부분에 비해 취약한 부분이 되는 것으로서, 일정 수준 이상의 압력이 커버부재(117a,117b)에 작용할 때의 힘에 의해 파손될 수 있도록 한다.
예를 들면, 화재 발생 후 탱크(114)의 내부에서 20bar 이상의 소화제 분사압력이 형성되었을 때, 커버부재(117a,117b)들로 구성된 커버(117)에 상기 소화제 분사압력이 작용하면, 후크(118)의 파단부(118b)가 파손되면서 후크에 의해 커버부재(117a,117b)들의 체결 상태가 해제되고, 결국 커버(117)가 탱크 하부(115)에서 자동 탈거되면서 분사홀(116)들이 개방되도록 할 수 있다.
이와 같이 탱크(114)의 내부에서 소화제(122)의 압력이 20bar 이상의 압력에 도달하였을 때 커버(117)가 분리되도록 해야 분말 소화제(122)가 분사홀(116)들을 통해 전체적으로 골고루 분사될 수 있다.
본 발명에서 각 커버부재(117a,117b)는 플라스틱 재질로 제작될 수 있고, 각 커버부재(117a,117b)의 내측면에는 인슐레이터(미도시)가 적층 결합될 수 있다.
상기 인슐레이터는 러버나 실리콘 재질로 형성될 수 있고, 이는 커버부재(117a,117b)가 탱크 하부(115)의 외부 표면에 완전히 밀착될 수 있도록 하여, 소화제의 외부 유출과 수분 및 이물질의 탱크 내 유입이 확실히 방지될 수 있도록 한다.
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화재 진압 시스템의 소화제 분사기(110)의 탱크 하부(115)를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이 탱크 하부(115)의 측면부(115a)와 하면부(115b)에 분사홀(116)이 위치되는 것은 전술한 실시예와 비교하여 같을 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 분사홀(116)이 탱크 하부(115)의 측면부(115a)와 하면부(115b)에서 완전히 뚫려 있는 구멍 형상, 즉 탱크 벽이 관통되어 이루어진 홀 형태가 아닌, 각 위치의 내측면에서 요입된 홈의 형태로 형성된다는 점에서 전술한 실시에와 차이를 나타낸다.
즉, 탱크 하부(115)의 내측면에서 각 분사홀(116)에 해당하는 부분에 홈(116a)을 형성하여, 각 분사홀 부분에서만 탱크(114)의 두께(T2)를 다른 부분의 두께(T1)에 비해 작게 하는 것이다
이에 두께가 얇은 부분에 탱크(114) 내부의 소화제(122)를 통해 분사압력이 작용할 경우 두께가 얇은 부분이 파손되면서 분사홀이 형성될 수 있다.
분사시 소화제(122)의 분사압력 및 팽창압력이 작용할 경우, 분사홀 부분을 제외한 나머지 탱크 부분은 그 두께(T1)가 두꺼워 압력을 견디고 그 형상을 유지하지만, 분사홀 부분은 두께(T1)가 얇으므로 분사압력이 작용할 때 파손되어 소화제가 분사될 수 있는 홀을 형성하게 된다.
상기와 같이 각 분사홀 부분의 두께를 얇게 한 탱크는 플라스틱 사출 성형의 방법으로 쉽게 제작할 수 있다.
결국, 점화제(120)의 점화 및 압력생성제(121)의 팽창 전, 즉 소화제(122)의 분사압력이 상기 분사홀 부분에 가해지기 전까지는, 분사홀이 막혀 있는 상태가 되므로 탱크(114)의 내부는 밀폐된 상태가 되고, 탱크(114) 내 소화제(122)의 충전 상태가 유지될 수 있게 된다.
이로써, 본 실시예에서는 전술한 실시예에서 분사홀을 막아주는 별도 커버가 필요 없게 되고, 사용 후 재사용을 위해 소화제를 재충전할 때 탱크(114)만 교체하면 되는 이점이 있다.
본 실시예에서 탱크 두께(T1)와 분사홀 부분의 두께(T2), 분사홀의 크기는 분사시 내부 압력에 영향을 주므로 반복된 선행 시험을 통해 최적의 값을 도출하여 설정해야 한다.
다음으로, 도 8는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 사용되는 화재감지선의 단면도로서, 화재감지선(130)은 두 소화제 분사기(110)의 점화제(120) 사이를 서로 연결하도록 설치된다.
화재감지선(130)은 불에 닿으면 불꽃이 발생하고 발생된 불꽃을 전달할 수 있는 도화선 역할을 하는 것으로, 본 발명에서 화재 감지는 화재감지선(130)이 타이어(2)에 발생한 불에 닿으면서 화재감지선(130)에 불꽃이 발생하고 화재감지선(130)이 불꽃을 전달하여 점화제(120)를 발화시키는 것에 의해 수행된다.
구성을 살펴보면, 화재감지선(130)은 내부의 심선(131), 심선(131)의 주변을 둘러싸도록 충전된 화약(132), 그리고 상기 화약(132)을 둘러싸도록 피복하고 있는 외피재(133)로 구성된다.
외피재(133)는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있고, 먼지와 이물질의 유입 및 그로 인한 오염을 방지함과 동시에 화약(132)의 형태를 유지하는 역할을 한다.
또한, 심선(131)은 구리선이 될 수 있고, 이는 열 전달의 역할과 더불어 화약(132)의 형태를 유지하는 역할을 한다.
화약(132)(흑색 화약)은 불에 닿으면서 불꽃을 발생시켜 점화제(120)로 전달하는 역할을 한다.
이러한 화재감지선(130)은 종단부가 점화제(120)에 삽입되어 연결되고, 따라서 화재감지선(130)에 불꽃이 발생하여 전달되면 점화제(120)가 발화될 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템에서 사용되는 신호전달선의 구성을 예시하고 있다.
신호전달선(140)은 제어기(도 1에서 도면부호 '200'임)로부터 소화제 분사기(110)의 점화제(120)로 연결되는 전기도선이 될 수 있는 것으로, 제어기(200)에서 점화제(120)로 연결되는 2개의 도선(141)과, 상기 2개의 도선(141) 사이를 연결하도록 설치되는 저항(142)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 2개의 도선(141)은 점화제(120)를 관통하도록 설치될 수 있고, 점화제(120)를 관통하고 있는 두 도선(141)의 종단부 사이에 저항(142)이 설치될 수 있다.
이러한 구성에서는 화재 감지시 점화제(120)가 발화할 경우 점화제(120)에 삽입된 도선(141) 부분이 고온으로 인해 서로 융착되면서 두 도선(141)이 전기적으로 접속되고, 이로써 전기 단락이 발생하게 된다.
이때, 제어기(200)는 도선(141)을 통해 전류를 인가하는 역할과 함께 도선(141)을 통해 흐르는 전류신호 또는 두 도선(141) 사이에 걸리는 전압신호를 입력받는 역할을 한다.
따라서, 점화제(120)가 발화하고 도선(141)에서 단락이 발생하면, 도선(141)을 통해 과다 전류가 흐르게 되고, 결국 제어기(200)에서 전류신호 내지 전압신호로 읽게 되면 화재 발생을 인지할 수 있게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 시스템의 구성에 대해 상세히 설명하였으며, 이하에서는 작동 상태에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 화재 진압 시스템의 구성(도 1에서 유닛을 나타내는 도면부호 '100'임)들이 차량의 전, 후, 좌, 우의 각 타이어 영역마다 동일하게 설치될 수 있고, 각 타이어 영역에서 복수 개의 소화제 분사기(110) 중 하나가 제어기(200)와 신호전달선(140)을 통해 연결될 수 있다.
이때, 차량(1)에서 임의의 타이어(2)에 화재가 발생하였다면, 화재가 발생한 타이어 상측의 화재감지선(130)에서 불꽃이 발생하고, 이 불꽃은 화재감지선(130)을 통해 해당 타이어 영역 내의 모든 소화제 분사기(110)로 전달된다.
이에 화재가 발생한 타이어(2) 상측의 모든 소화제 분사기(110)에서 점화제(120)가 발화되고, 각 소화제 분사기(110)에서는 점화제(120)의 발화로 인해 압력생성제(121)인 KNSB(고체연료)가 점화된다.
이에 KNSB의 연소로 가스가 발생하는데, 이때 고압의 가스 압력이 생성되는바, 고압의 팽창 가스 압력이 탱크(114) 내 분말 소화제(122)에 가해지면서 분사압력으로 작용하게 되고, 일정 수준 이상의 분사압력에 도달하면 커버(117)가 자동으로 탈거되면서 각 분사홀(116)이 열리게 된다.
또는 도 7의 실시예와 같이 일정 수준 이상의 분사압력이 작용함에 따라 막혀 있던 탱크(114)의 분사홀 부분이 파손되어 뚫리게 되면서 분사홀이 소화제 분사가 가능한 상태로 열리게 된다.
이로써, 전체 소화제 분사기(110)의 모든 분사홀(116)을 통해 소화제(122)가 분사될 수 있고, 분사된 소화제(122)가 전체 타이어 영역에 고르게 확산되도록 분사되면서 초기의 화재 진압이 이루어지게 된다.
이와 함께 전체 소화제 분사기(110) 중 신호전달선(140)이 연결되어 있는 소화제 분사기에서는 점화제(120)가 발화될 때 신호전달선의 두 도선(141)이 단락되는데, 이때 제어기(200)에서는 일정수준 이상의 전류 또는 전압을 감지하여 화재 발생을 인지하게 된다.
이어 타이어 화재 발생을 인지한 제어기(200)는 알림장치를 작동시켜 화재 발생을 경고하며, 예로서 제어기(200)가 부저(310)를 작동시키거나, 클러스터 내 디스플레이(320)를 통해 화재 발생 경고를 표시하거나, 램프를 작동시켜 화재 발생을 알려줄 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 차량
2 : 타이어
3 : 차체 부분 100 : 화재 진압 유닛
110 : 소화제 분사기 111 : 브라켓
112 : 압력생성부 113 : 삽입부
114 : 탱크 115 : 탱크 하부
115a : 측면부 115b : 하면부
116 : 분사홀 116a : 요입홈
117 : 커버 117a : 측면 커버부재
117b : 하면 커버부재 118 : 후크
118a : 걸림단 118b : 파단부
120 : 점화제 121 : 압력생성제
122 : 소화제 130 : 화재감지선
131 : 심선 132 : 화약
133 : 외피재 140 : 신호전달선
141 : 도선 142 : 저항
200 : 제어기 310 : 부저
320 : 디스플레이
3 : 차체 부분 100 : 화재 진압 유닛
110 : 소화제 분사기 111 : 브라켓
112 : 압력생성부 113 : 삽입부
114 : 탱크 115 : 탱크 하부
115a : 측면부 115b : 하면부
116 : 분사홀 116a : 요입홈
117 : 커버 117a : 측면 커버부재
117b : 하면 커버부재 118 : 후크
118a : 걸림단 118b : 파단부
120 : 점화제 121 : 압력생성제
122 : 소화제 130 : 화재감지선
131 : 심선 132 : 화약
133 : 외피재 140 : 신호전달선
141 : 도선 142 : 저항
200 : 제어기 310 : 부저
320 : 디스플레이
Claims (14)
- 내부에 소화제가 충전되고 타이어를 향해 소화제를 분사할 수 있도록 차량에 설치되는 복수 개의 소화제 분사기; 및
상기 복수 개의 소화제 분사기 사이를 연결하도록 설치되는 화재감지선을 포함하고,
상기 각 소화제 분사기는 화재감지선을 통한 타이어 화재 감지시 소화제를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 각 소화제 분사기는
내부에 분사압력을 생성하기 위한 압력생성제가 설치된 압력생성부; 및
내부에 소화제가 충전되고 복수 개의 분사홀이 구비된 탱크를 포함하며,
상기 화재감지선을 통한 화재 감지시 압력생성제에 의해 분사압력이 생성될 수 있도록 압력생성부에 화재감지선이 연결되고,
상기 압력생성부에 의해 생성된 분사압력이 작용하여 탱크 내부의 소화제가 분사홀을 통해 분사될 수 있도록 탱크가 압력생성부에 결합된 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 압력생성부에는 압력생성제에 결합된 점화제가 설치되고,
상기 점화제에는 화재감지선에 의해 발화될 수 있도록 화재감지선이 연결되며,
상기 점화제의 발화에 의해 압력생성제가 점화되면서 분사압력이 생성되도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 압력생성부와 상기 탱크가 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 점화제가 압력생성제의 중앙에 삽입되어 위치되고,
상기 소화제가 압력생성제 및 점화제의 하측에 위치되도록 탱크 내부에 충전되는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 탱크 하부는 원뿔대 형상으로 형성되고,
상기 원뿔대 형상의 탱크 하부에서 경사진 측면부 및 하면부에 분사홀들이 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 압력생성제는 솔비톨(sorbitol)과 질산칼륨(KNO3)을 교반시켜 제조한 고체연료인 것을 특징으로 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 소화제 분사기는 상기 분사홀들을 밀폐하도록 탱크의 외부 표면에 결합되는 커버를 더 포함하고,
상기 커버는 분사홀을 통해 작용하는 탱크 내 소화제의 분사압력에 의해 탱크에서 탈거될 수 있도록 결합되는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 커버에 복수 개의 후크가 형성되어 커버가 후크에 의해 탱크에 체결되고,
상기 후크는 체결 상태에서 소화제에 의해 일정 수준 이상의 분사압력이 커버에 작용할 경우 파단될 수 있도록 형성된 파단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 커버는 분리된 복수 개의 커버부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 화재감지선은 내부의 심선, 상기 심선을 둘러싸도록 충전된 화약, 및 상기 화약을 둘러싸도록 피복하고 있는 외피재로 구성되어, 타이어에 발생한 불에 접촉할 경우 불꽃을 발생시켜 상기 점화제에 전달하도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 3에 있어서,
상기 복수 개의 소화제 분사기 중 적어도 하나의 소화제 분사기에서 압력생성부의 점화제에 연결되어 점화제의 발화시 화재감지신호를 전달하는 신호전달선;
상기 신호전달선을 통해 점화제에 연결되어 신호전달선을 통해 화재감지신호를 입력받아 화재 발생을 알리기 위한 제어신호를 출력하는 제어기; 및
상기 제어기가 출력하는 제어신호에 따라 화재 발생을 알려주도록 작동하는 알림장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 12에 있어서,
상기 신호전달선은
상기 제어기에서 점화제로 연결되는 2개의 도선; 및
상기 2개의 도선 사이를 연결하도록 설치되는 저항을 포함하고,
상기 2개의 도선은 점화제의 발화시 서로 융착되면서 단락될 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 탱크에서 각 분사홀은 막혀 있는 구조로 형성되어 각 분사홀 부분의 두께가 나머지 탱크 부분의 두께에 비해 작게 설정되고,
상기 각 분사홀 부분은 탱크 내 소화제의 분사압력이 작용할 경우 파손되어 탱크 내 소화제가 분사될 수 있도록 홀을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 화재 진압 시스템.
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